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Energieformen (1) Energieformen Thermische Energie (Wärmeenergie) Erwärmt man einen Körper, so wird diesem thermische Energie zugeführt. Werden beispielsweise fossile Brennstoffe (Holz, Kohle, Öl, Gas, …) verbrannt, so wird fortlaufend die in den ___________________ „gespeicherte“ chemische Energie in _____________________________________ umgewandelt. Chemische Energie Bei chemischen Reaktionen wird _______________________________ U A meistens in Bewegungsenergie und thermische Energie umgewandelt. Die menschliche Verdauung ist auch eine chemische Reaktion. Dabei wird die in den ___________________________ enthaltene H C chemische Energie in _______________________________ (Körpertemperatur) und ______________________ (Muskelbewegung) S R umgewandelt. Elektrische Energie Wird eine Glühlampe zum Leuchten (Glühen) gebracht, so wird ihr O V _______________________________ zugeführt, die in _______________________________ umgewandelt wird. Je größer die ihr zugeführte elektrische Energie, umso _______________ leuchtet die Glühlampe. Strahlungsenergie Fallen Lichtstrahlen auf eine Photovoltaikanlage, so wird ihr _______________________________ zugeführt, die in _______________________________ umgewandelt wird. Je größer die ihr zugeführte Strahlungsenergie, umso _______________ elektrische Energie wird „erzeugt“. Nabil Gad: Energieformen © Persen Verlag zur Vollversion 1 Potenzielle Energie (Lageenergie) (1) Energieformen Aufgabe Vervollständige das Versuchsprotokoll. 쎲 Material / Skizze _________________________________________ Körper _________________________________________ Körper _________________________________________ Körper Nagel Styroporblock 쎲 Durchführung I) Stecke 3 Nägel gleich tief in einen Styroporblock. U A Lass auf jeden Nagel jeweils aus unterschiedlicher Höhe ______________________ fallen. II) Stecke die 3 Nägel gleich tief in den Styroporblock und lass nacheinander einen Körper mit unterschiedlicher Masse auf ihn fallen. Die Fallhöhe wird diesmal nicht verändert. H C 쎲 Beobachtung I) Je größer die Fallhöhe des Körpers, umso ______________________ dringt der Nagel ins S R ______________________ ein. II) Je größer die Masse des Körpers, umso ______________________ dringt der Nagel ins ______________________ ein. 쎲 Ergebnis O V Die verrichtete Arbeit (Hubarbeit), um einen Körper auf eine bestimmte ______________________ zu bringen, wird in ihm als Energie gespeichert. Sobald der Körper losgelassen wird, wird die in ihm gespeicherte ______________________ freigesetzt und als verrichtete ______________________ sichtbar. Die zugeführte Energiemenge ist genauso groß wie die verrichtete ______________________. 왘 Merke: Energie, die durch das ______________________ eines Körpers in ihm gespeichert wird, nennt man potenzielle Energie (Lageenergie). Je höher ein Körper gehoben wird, umso ______________________ ist seine potenzielle Energie. Je ______________________ die Masse eines Körpers ist, umso größer ist seine potenzielle Energie. Nabil Gad: Energieformen © Persen Verlag zur Vollversion 3 Energieformen Kinetische Energie (Bewegungsenergie) (1) Aufgabe Vervollständige das Versuchsprotokoll. 쎲 Material / Skizze Fahrzeug _________________________________________ _________________________________________ Klotz Rampe _________________________________________ 쎲 Durchführung U A I) Lasst __________________________ von der Rampe (ohne anzuschubsen) aus unterschiedlicher Höhe herunterfahren. II) Lasst das Fahrzeug von der Rampe (ohne anzuschubsen) mit unterschiedlicher Masse herunter- H C fahren. Die Abfahrtshöhe wird diesmal __________________________. 쎲 Beobachtung 쎲 Ergebnis S R O V Je __________________________ wir das Fahrzeug losfahren lassen oder je größer die __________________________ ist, umso größer ist die __________________________ und somit die Bewegungsenergie. Je größer die Bewegungsenergie, umso __________________________ wird der Klotz verschoben. 왘 Merke: Energie, die durch die ______________________________ eines Körpers in ihm gespeichert wird, nennt man Bewegungsenergie (kinetische Energie). Die Bewegungsenergie hängt von der ____________ und von der ____________________________ eines Körpers ab. Nabil Gad: Energieformen © Persen Verlag zur Vollversion 5 Potenzielle und kinetische Energie Energieformen Aufgabe 1 a) Wie ändert sich die kinetische Energie eines Körpers, wenn man seine Masse verdoppelt bzw. verdreifacht? b) Wie ändert sich die kinetische Energie eines Körpers, wenn man seine Geschwindigkeit verdoppelt bzw. verdreifacht? U A Aufgabe 2 Peter (67 kg) macht einen Sprung von einem 5-Meter-Turm. a) Berechne die Energie, die er für den Aufstieg aufbringen musste. H C b) Wie groß ist Peters kinetische Energie unmittelbar vor dem Eintauchen ins Wasser? S R c) Berechne seine Geschwindigkeit unmittelbar vor dem Eintauchen ins Wasser. O V d) Die kleine Anja (25 kg) traut sich auch einen Sprung vom 5-Meter-Turm. Wie groß ist ihre Geschwindigkeit unmittelbar vor dem Eintauchen ins Wasser? Aufgabe 3 Die nebenstehenden Wasserräder wurden bereits 200 v. Chr. u. a. zum Antrieb von Mühlen, Sägewerken oder Hammerwerken verwendet. a) Welche Energieform wird dem oberschlächtigen Wasserrad zugeführt? b) Welche Energieform wird dem unterschlächtigen Wasserrad zugeführt? Nabil Gad: Energieformen © Persen Verlag zur Vollversion 7 Nabil Gad: Energieformen © Persen Verlag Körper Styroporblock Nagel Energieformen Körper Körper O V einen Körper fallen. Lass auf jeden Nagel jeweils aus unterschiedlicher Höhe ______________________ I) Stecke 3 Nägel gleich tief in einen Styroporblock. 쎲 Durchführung 3 Körper mit unterschiedlicher Masse _________________________________________ 3 Nägel, _________________________________________ Styroporblock, _________________________________________ 쎲 Material / Skizze Vervollständige das Versuchsprotokoll. Aufgabe Potenzielle Energie (Lageenergie) (1) S R bringen, wird in ihm als Energie gespeichert. zur Vollversion Energie Nabil Grundwissen Nabil Gad:Gad: Energieformen ©© Persen Verlag Persen Verlag Energie Epot = 750 465 J = 750,465 kJ b) Peter bewältigt beim Bergsteigen einen Höhenunterschied von 900 m. Er wiegt mit Gepäck 85 kg. Epot = m · g · h = 4 120,2 J U A Nabil Gad: Grundwissen Nabil Gad: Energieformen Persen Verlag ©© Persen Verlag größer Je ______________________ die Masse eines Körpers ist, umso größer ist seine potenzielle Energie. größer ist seine potenzielle Energie. Je höher ein Körper gehoben wird, umso ______________________ potenzielle Energie (Lageenergie). Heben Energie, die durch das ______________________ eines Körpers in ihm gespeichert wird, nennt man 왘 Merke: Arbeit Die zugeführte Energiemenge ist genauso groß wie die verrichtete ______________________. Arbeit gesetzt und als verrichtete ______________________ sichtbar. Energie freiSobald der Körper losgelassen wird, wird die in ihm gespeicherte ______________________ a) Petra (70 kg) erreicht beim Klettern auf einer Kletterwand eine Höhe von 6 m. Berechne die potenzielle Energie. Aufgabe 2 Epot = 686,7 J b) Wie hoch ist die potenzielle Energie, die einem Paket Dachziegel zugeführt worden ist? Epot = WHub = m · g · h a) Notiere die Formel zur Berechnung der potenziellen Energie. arbeit. Hinweis: Die potenzielle Energie entspricht der Hub- Für die Erneuerung des Daches werden die neuen Dachziegel in 10 kg-Paketen nach oben in 7 m Höhe befördert. H C Höhe Die verrichtete Arbeit (Hubarbeit), um einen Körper auf eine bestimmte ______________________ zu 쎲 Ergebnis Styropor ______________________ ein. tiefer II) Je größer die Masse des Körpers, umso ______________________ dringt der Nagel ins Styropor ______________________ ein. tiefer I) Je größer die Fallhöhe des Körpers, umso ______________________ dringt der Nagel ins 쎲 Beobachtung II) Stecke die 3 Nägel gleich tief in den Styroporblock und lass nacheinander einen Körper mit unterschiedlicher Masse auf ihn fallen. Die Fallhöhe wird diesmal nicht verändert. m m2 ⇒ 1 kg · 2 = 1 Nm = 1 J s2 s m N g = 9,81 2 = 9,81 s kg 1 N = 1 kg · Aufgabe 1 Hinweis: Potenzielle Energie (Lageenergie) (2) Energieformen Lösungen 9
